Требования к плавности трассы автомобильной дороги
С позиций безопасности движения и пропускной способности дорог, поиск удовлетворительного сочетания геометрических элементов автомобильных дорог является весьма актуальным при нынешней бурной автомобилизации и росте скоростей движения. Повышение требований к плавности трассы в первую очередь должно касаться автомобильных дорог высших категорий феде- рального значения, построенных многие десятилетия назад по старым нормам и правилам, а ныне подлежащим реконструкции.
В нашей стране с целью экономии затрат на строительство широко применялись и применяются до настоящего времени в Практике проектирования и строительства автомобильных дорог Предельные, т. е. минимальные нормативные, значения их геометрических элементов, определяющих плавность трассы, без достаточного технико-экономического обоснования. За расчетную скорость принимается максимально допустимая для данной категории дороги на всем протяжении, в то время как расчетная скорость устанавливается и для наиболее неблагоприятных участков трассы с предельно допустимыми значениями геометрических элементов дороги.
Опыт проектирования и эксплуатации автомобильных дорог доказал, что наиболее рациональным принципом проектирования дорог является условие наименьшего ограничения скорости движения автомобилей при одновременном ограничении диапазона изменения скорости на смежных по длине участках дороги.
В настоящее время основными действующими нормативными документами, регламентирующими величины параметров плана и продольного профиля, а также оценивающие их с позиций безопасности движения и технического уровня, являются ГОСТ Р 52398-2005 «Классификация автомобильных дорог», ГОСТ Р 52399-2005 «Геометрические элементы автомобильных дорог», СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» и ОДН 218.0.006-2002 «Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог». Величины параметров, непосредственно влияющие на горизонтальную и вертикальную плавность трассы, приведены в СНиП 2.05.02-85.
При нанесении проектной линии трассы будущей автомобильной дороги в различных условиях рельефа местности наибольшую плавность трассы достигают при так называемом клотоидном трассировании. Клотоида, или спираль Корню, — кривая, у которой кривизна изменяется линейно как функция длины дуги \/R~ L <=> <=> R- L = const. Клотоидные трассы состоят преимущественно из сопрягающихся круговых кривых и переходных кривых больших параметров (радиусов и длин) между ними. Когда участок дороги имеет форму клотоиды, руль поворачивается равномерно. Такая форма дороги позволяет преодолевать поворот без существенного снижения скорости.
При клотоидном трассировании переходная кривая, сопрягающая кривые малых радиусов из вспомогательного элемента, становится самостоятельным элементом трассирования, часто! вытесняющим прямолинейные участки. Прямые участки трассь^ в этом случае невелики или совсем отсутствуют. Вместо ходов пр прямым линиям, как было рассмотрено ранее, между углами поворотов и вписывания между ними круговых кривых укладывают^ ся круговые кривые значительно больших радиусов и сопрягают их переходными кривыми больших радиусов. Отечественные нормы на проектирование автомобильных дорог требуют устраивать на дорогах всех категорий переходные кривые с радиусом менее 2000 м в таком соотношении:
Клотоидное проектирование трассы часто применяют, когда дорога должна сочетаться с местностью (ландшафтом), проходя по граничной зоне ее элементов (подножия холмов, по опушкам леса и т. д.).
Длину переходной кривой можно вычислить по формуле
L = ^n_ (21)
47RJ v ;
где L — длина переходной кривой, м;
Vaon — допустимая скорость движения на переходной кривой, км/ч; R — радиус переходной кривой, м;
/ — допустимая скорость нарастания центробежного ускорения, для расчетов рекомендуется принимать равной 0,5-0,8 м/с2.